Безпілотник (фото — piqsels.com)
Дослідники Массачусетського технологічного інституту сконструювали кілька найдивовижніших на сьогодні дронів, які закладають віражі, недоступні найкращим асам.
Джерело: Interesting Engineering
Вчені створили диво-дрони і навчили їх робити надскладні трюки
Спеціально розроблені алгоритми дають змогу виконувати дивовижні акробатичні трюки та складні маневри, розкриваючи нові горизонти в сегменті створення безпілотних апаратів.
Свої дрони інженери прозвали Tailsitter (Хвостовики) — це безпілотники з нерухомим крилом, які приземляються і злітають вертикально, “сидячи” при цьому в повітрі на хвості. Якщо потрібно, то дрони нахиляються вперед і продовжують політ. Це набагато швидше, ефективніше і, безсумнівно, універсальніше, ніж те, на що здатні стандартні дрони-квадрокоптери або будь-які інші БПЛА.
Звісно, що складніші фігури пілотажу, то важче керувати подібним дроном. Для вирішення цього завдання інженери МТІ розробили нові алгоритми, які можуть генерувати та давати команди дрона для виконання швидких, плавних і акробатичних траєкторій польоту.
Наукове обгрунтування
У своїй опублікованій науковій роботі вчені зазначають, що завдяки їхнім особливим алгоритмам перед індустрією створення дронів відкриваються безпрецедентна маневровість і універсальність майбутніх безпілотників. Проєкт, частково підтримуваний Дослідницьким управлінням армії США, показує, що диво-дрони Tailsitter можуть виконувати найскладніші маневри: польоти догори дриґом або убік, чого раніше не вдавалося досягти із жодним іншим безпілотником.
Оскільки дрони Tailsitter являють собою складні системи із закрилками та гвинтами, зазвичай потрібно багато обчислень. Щоб прискорити процес, дослідники використовували технічну властивість, відому як диференціальна площинність. Цей метод дає їм змогу використовувати просту математичну функцію, щоб швидко перевірити, чи можна реалізувати траєкторію, яка потрібна від Tailsitter. Такий підхід дозволяє уникнути багатьох складних системних динамік і планує траєкторію дрона як математичну криву в просторі. Потім алгоритм використовує диференціальну нерівномірність для швидкої перевірки здійсненності цієї траєкторії. Якщо все гаразд, то алгоритм закладається в пам’ять, і дрон виконує віраж.
Концепція дронів-хвостовиків сягає своїм корінням 1928 року, і приписується винахідницькому розуму Ніколи Тесли. Проте тільки зараз дослідники розкривають складність руху хвостових дронів, щоб перевершити більш популярні дрони-квадрокоптери.
Наступним етапом для дослідників Массачусетського технологічного інституту є розширення їхніх алгоритмів для повністю автономних польотів на відкритому повітрі з урахуванням вітру та інших умов навколишнього середовища.
